io --- 處理流的核心工具?

源代碼: Lib/io.py


概述?

io 模塊提供了 Python 用于處理各種 I/O 類型的主要工具。三種主要的 I/O類型分別為: 文本 I/O, 二進(jìn)制 I/O原始 I/O。這些是泛型類型,有很多種后端存儲(chǔ)可以用在他們上面。一個(gè)隸屬于任何這些類型的具體對(duì)象被稱作 file object。 其他同類的術(shù)語(yǔ)還有 類文件對(duì)象。

獨(dú)立于其類別,每個(gè)具體流對(duì)象也將具有各種功能:它可以是只讀,只寫(xiě)或讀寫(xiě)。它還可以允許任意隨機(jī)訪問(wèn)(向前或向后尋找任何位置),或僅允許順序訪問(wèn)(例如在套接字或管道的情況下)。

所有流對(duì)提供給它們的數(shù)據(jù)類型都很敏感。例如將 str 對(duì)象給二進(jìn)制流的 write() 方法會(huì)引發(fā) TypeError。將 bytes 對(duì)象提供給文本流的 write() 方法也是如此。

在 3.3 版更改: 由于 IOError 現(xiàn)在是 OSError 的別名,因此用于引發(fā) IOError 的操作現(xiàn)在會(huì)引發(fā) OSError 。

文本 I/O?

文本I/O預(yù)期并生成 str 對(duì)象。這意味著,無(wú)論何時(shí)后臺(tái)存儲(chǔ)是由字節(jié)組成的(例如在文件的情況下),數(shù)據(jù)的編碼和解碼都是透明的,并且可以選擇轉(zhuǎn)換特定于平臺(tái)的換行符。

創(chuàng)建文本流的最簡(jiǎn)單方法是使用 open(),可以選擇指定編碼:

f = open("myfile.txt", "r", encoding="utf-8")

內(nèi)存中文本流也可以作為 StringIO 對(duì)象使用:

f = io.StringIO("some initial text data")

TextIOBase 的文檔中詳細(xì)描述了文本流的API

二進(jìn)制 I/O?

二進(jìn)制I/O(也稱為緩沖I/O)預(yù)期 bytes-like objects 并生成 bytes 對(duì)象。不執(zhí)行編碼、解碼或換行轉(zhuǎn)換。這種類型的流可以用于所有類型的非文本數(shù)據(jù),并且還可以在需要手動(dòng)控制文本數(shù)據(jù)的處理時(shí)使用。

創(chuàng)建二進(jìn)制流的最簡(jiǎn)單方法是使用 open(),并在模式字符串中指定 'b'

f = open("myfile.jpg", "rb")

內(nèi)存中二進(jìn)制流也可以作為 BytesIO 對(duì)象使用:

f = io.BytesIO(b"some initial binary data: \x00\x01")

BufferedIOBase 的文檔中詳細(xì)描述了二進(jìn)制流 API。

其他庫(kù)模塊可以提供額外的方式來(lái)創(chuàng)建文本或二進(jìn)制流。參見(jiàn) socket.socket.makefile() 的示例。

原始 I/O?

原始 I/O(也稱為 非緩沖 I/O)通常用作二進(jìn)制和文本流的低級(jí)構(gòu)建塊。用戶代碼直接操作原始流的用法非常罕見(jiàn)。不過(guò),可以通過(guò)在禁用緩沖的情況下以二進(jìn)制模式打開(kāi)文件來(lái)創(chuàng)建原始流:

f = open("myfile.jpg", "rb", buffering=0)

RawIOBase 的文檔中詳細(xì)描述了原始流的API

文本編碼格式?

The default encoding of TextIOWrapper and open() is locale-specific (locale.getencoding()).

但是,很多開(kāi)發(fā)者在打開(kāi)以 UTF-8 編碼的文本文件 (例如 JSON, TOML, Markdown 等等...) 時(shí)會(huì)忘記指定編碼格式,因?yàn)榇蠖鄶?shù) Unix 平臺(tái)默認(rèn)使用 UTF-8 語(yǔ)言區(qū)域。 這會(huì)導(dǎo)致各種錯(cuò)誤因?yàn)榇蠖鄶?shù) Windows 用戶的語(yǔ)言區(qū)域編碼格式并不是 UTF-8。 例如:

# May not work on Windows when non-ASCII characters in the file.
with open("README.md") as f:
    long_description = f.read()

此外,雖然暫時(shí)還沒(méi)有確定的計(jì)劃,但 Python 可能會(huì)在未來(lái)將默認(rèn)的文本文件編碼格式改為 UTF-8。

為此,強(qiáng)烈建議你在打開(kāi)文本文件時(shí)顯式地指定編碼格式。 如果你想要使用 UTF-8,請(qǐng)傳入 encoding="utf-8"。 要使用當(dāng)前語(yǔ)言區(qū)域的編碼格式,encoding="locale" 已在 Python 3.10 中被支持。

When you need to run existing code on Windows that attempts to open UTF-8 files using the default locale encoding, you can enable the UTF-8 mode. See UTF-8 mode on Windows.

選擇性的 EncodingWarning?

3.10 新版功能: 請(qǐng)參閱 PEP 597 了解詳情。

要找出哪里使用了默認(rèn)語(yǔ)言區(qū)域的編碼格式,你可以啟用 -X warn_default_encoding 命令行選項(xiàng)或設(shè)置 PYTHONWARNDEFAULTENCODING 環(huán)境變量,這將在使用默認(rèn)編碼格式時(shí)發(fā)出 EncodingWarning

如果你提供了使用 open()TextIOWrapper 的 API 并將 encoding=None 作為形參傳入,你可以使用 text_encoding() 以便 API 的調(diào)用方在沒(méi)有傳入 encoding 的時(shí)候?qū)l(fā)出 EncodingWarning。 但是,對(duì)于新的 API 請(qǐng)考慮默認(rèn)就使用 UTF-8 (即 encoding="utf-8")。

高階模塊接口?

io.DEFAULT_BUFFER_SIZE?

包含模塊緩沖 I/O 類使用的默認(rèn)緩沖區(qū)大小的 int。 在可能的情況下 open() 將使用文件的 blksize(由 os.stat() 獲得)。

io.open(file, mode='r', buffering=- 1, encoding=None, errors=None, newline=None, closefd=True, opener=None)?

這是內(nèi)置的 open() 函數(shù)的別名。

open 附帶參數(shù) path、modeflags 會(huì)引發(fā) 審計(jì)事件。

io.open_code(path)?

'rb' 模式打開(kāi)提供的文件。如果目的是將文件內(nèi)容做為可執(zhí)行代碼,則應(yīng)使用此函數(shù)。

path 應(yīng)當(dāng)為 str 類型并且是一個(gè)絕對(duì)路徑。

此函數(shù)的行為可以由對(duì) PyFile_SetOpenCodeHook() 的先期調(diào)用所重載。 但是,如果 pathstr 類型并且是一個(gè)絕對(duì)路徑,open_code(path) 的行為應(yīng)當(dāng)總是與 open(path, 'rb') 一致。 重載此行為的目的是為了給文件附加額外的驗(yàn)證或預(yù)處理。

3.8 新版功能.

io.text_encoding(encoding, stacklevel=2, /)?

這是一個(gè)針對(duì)使用 open()TextIOWrapper 的可調(diào)用對(duì)象的輔助函數(shù)并且具有 encoding=None 形參。

This function returns encoding if it is not None. Otherwise, it returns "locale" or "utf-8" depending on UTF-8 Mode.

This function emits an EncodingWarning if sys.flags.warn_default_encoding is true and encoding is None. stacklevel specifies where the warning is emitted. For example:

def read_text(path, encoding=None):
    encoding = io.text_encoding(encoding)  # stacklevel=2
    with open(path, encoding) as f:
        return f.read()

在這個(gè)例子中,將為 read_text() 的調(diào)用方發(fā)出 EncodingWarning

請(qǐng)參閱 文本編碼格式 了解更多信息。

3.10 新版功能.

在 3.11 版更改: text_encoding() returns "utf-8" when UTF-8 mode is enabled and encoding is None.

exception io.BlockingIOError?

這是內(nèi)置的 BlockingIOError 異常的兼容性別名。

exception io.UnsupportedOperation?

在流上調(diào)用不支持的操作時(shí)引發(fā)的繼承 OSErrorValueError 的異常。

參見(jiàn)

sys

包含標(biāo)準(zhǔn)IO流: sys.stdin, sys.stdoutsys.stderr

類的層次結(jié)構(gòu)?

I/O 流被安排為按類的層次結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。 首先是 抽象基類 (ABC),用于指定流的各種類別,然后是提供標(biāo)準(zhǔn)流實(shí)現(xiàn)的具體類。

備注

抽象基類還提供某些方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn),以幫助實(shí)現(xiàn)具體的流類。例如 BufferedIOBase 提供了 readinto()readline() 的未優(yōu)化實(shí)現(xiàn)。

I/O層次結(jié)構(gòu)的頂部是抽象基類 IOBase 。它定義了流的基本接口。但是請(qǐng)注意,對(duì)流的讀取和寫(xiě)入之間沒(méi)有分離。如果實(shí)現(xiàn)不支持指定的操作,則會(huì)引發(fā) UnsupportedOperation 。

抽象基類 RawIOBaseIOBase 的子類。它負(fù)責(zé)將字節(jié)讀取和寫(xiě)入流中。 RawIOBase 的子類 FileIO 提供計(jì)算機(jī)文件系統(tǒng)中文件的接口。

抽象基類 BufferedIOBase 繼承了 IOBase ,處理原始二進(jìn)制流( RawIOBase )上的緩沖。其子類 BufferedWriter 、 BufferedReaderBufferedRWPair 分別緩沖可讀、可寫(xiě)以及可讀寫(xiě)的原始二進(jìn)制流。 BufferedRandom 提供了帶緩沖的可隨機(jī)訪問(wèn)流接口。 BufferedIOBase 的另一個(gè)子類 BytesIO 是內(nèi)存中字節(jié)流。

抽象基類 TextIOBase 繼承了 IOBase 。它處理可表示文本的流,并處理字符串的編碼和解碼。類 TextIOWrapper 繼承了 TextIOBase ,是原始緩沖流( BufferedIOBase )的緩沖文本接口。最后, StringIO 是文本的內(nèi)存流。

參數(shù)名不是規(guī)范的一部分,只有 open() 的參數(shù)才用作關(guān)鍵字參數(shù)。

下表總結(jié)了抽象基類提供的 io 模塊:

抽象基類

繼承

抽象方法

Mixin方法和屬性

IOBase

fileno, seek, 和 truncate

close, closed, __enter__, __exit__, flush, isatty, __iter__, __next__, readable, readline, readlines, seekable, tell, writablewritelines

RawIOBase

IOBase

readintowrite

繼承 IOBase 方法, read, 和 readall

BufferedIOBase

IOBase

detach, read, read1, 和 write

繼承 IOBase 方法, readinto, 和 readinto1

TextIOBase

IOBase

detach, read, readline, 和 write

繼承 IOBase 方法, encoding, errors, 和 newlines

I/O 基類?

class io.IOBase?

The abstract base class for all I/O classes.

此類為許多方法提供了空的抽象實(shí)現(xiàn),派生類可以有選擇地重寫(xiě)。默認(rèn)實(shí)現(xiàn)代表一個(gè)無(wú)法讀取、寫(xiě)入或查找的文件。

盡管 IOBase 沒(méi)有聲明 read()write() ,因?yàn)樗鼈兊暮灻麜?huì)有所不同,但是實(shí)現(xiàn)和客戶端應(yīng)該將這些方法視為接口的一部分。此外,當(dāng)調(diào)用不支持的操作時(shí)可能會(huì)引發(fā) ValueError (或 UnsupportedOperation )。

從文件讀取或?qū)懭胛募亩M(jìn)制數(shù)據(jù)的基本類型為 bytes 。其他 bytes-like objects 也可以作為方法參數(shù)。文本I/O類使用 str 數(shù)據(jù)。

請(qǐng)注意,在關(guān)閉的流上調(diào)用任何方法(甚至查詢)都是未定義的(undefined)。在這種情況下,實(shí)現(xiàn)可能會(huì)引發(fā) ValueError

IOBase (及其子類)支持迭代器協(xié)議,這意味著可以迭代 IOBase 對(duì)象以產(chǎn)生流中的行。根據(jù)流是二進(jìn)制流(產(chǎn)生字節(jié))還是文本流(產(chǎn)生字符串),行的定義略有不同。請(qǐng)參見(jiàn)下面的 readline() 。

IOBase 也是一個(gè)上下文管理器,因此支持 with 語(yǔ)句。 在這個(gè)示例中,file 將在 with 語(yǔ)句塊執(zhí)行完成之后被關(guān)閉 --- 即使是發(fā)生了異常:

with open('spam.txt', 'w') as file:
    file.write('Spam and eggs!')

IOBase 提供以下數(shù)據(jù)屬性和方法:

close()?

刷新并關(guān)閉此流。如果文件已經(jīng)關(guān)閉,則此方法無(wú)效。文件關(guān)閉后,對(duì)文件的任何操作(例如讀取或?qū)懭耄┒紩?huì)引發(fā) ValueError

為方便起見(jiàn),允許多次調(diào)用此方法。但是,只有第一個(gè)調(diào)用才會(huì)生效。

closed?

如果流已關(guān)閉,則返回 True。

fileno()?

返回流的底層文件描述符(整數(shù))---如果存在。如果 IO 對(duì)象不使用文件描述符,則會(huì)引發(fā) OSError 。

flush()?

刷新流的寫(xiě)入緩沖區(qū)(如果適用)。這對(duì)只讀和非阻塞流不起作用。

isatty()?

如果流是交互式的(即連接到終端/tty設(shè)備),則返回 True 。

readable()?

如果可以讀取流,則返回 True 。否則為 False ,且 read() 將引發(fā) OSError 錯(cuò)誤。

readline(size=- 1, /)?

從流中讀取并返回一行。如果指定了 size,將至多讀取 size 個(gè)字節(jié)。

對(duì)于二進(jìn)制文件行結(jié)束符總是 b'\n';對(duì)于文本文件,可以用將 newline 參數(shù)傳給 open() 的方式來(lái)選擇要識(shí)別的行結(jié)束符。

readlines(hint=- 1, /)?

從流中讀取并返回包含多行的列表。可以指定 hint 來(lái)控制要讀取的行數(shù):如果(以字節(jié)/字符數(shù)表示的)所有行的總大小超出了 hint 則將不會(huì)讀取更多的行。

0 或更小的 hint 值以及 None,會(huì)被視為沒(méi)有 hint。

請(qǐng)注意使用 for line in file: ... 就足夠?qū)ξ募?duì)象進(jìn)行迭代了,可以不必調(diào)用 file.readlines()。

seek(offset, whence=SEEK_SET, /)?

將流位置修改到給定的字節(jié) offset。 offset 將相對(duì)于由 whence 指定的位置進(jìn)行解析。 whence 的默認(rèn)值為 SEEK_SET。 whence 的可用值有:

  • SEEK_SET0 -- 流的開(kāi)頭(默認(rèn)值);offset 應(yīng)為零或正值

  • SEEK_CUR or 1 -- 當(dāng)前流位置;offset 可以為負(fù)值

  • SEEK_END or 2 -- 流的末尾;offset 通常為負(fù)值

返回新的絕對(duì)位置。

3.1 新版功能: SEEK_* 常量.

3.3 新版功能: 某些操作系統(tǒng)還可支持其他的值,例如 os.SEEK_HOLEos.SEEK_DATA。特定文件的可用值還會(huì)取決于它是以文本還是二進(jìn)制模式打開(kāi)。

seekable()?

如果流支持隨機(jī)訪問(wèn)則返回 True。 如為 False,則 seek(), tell()truncate() 將引發(fā) OSError。

tell()?

返回當(dāng)前流的位置。

truncate(size=None, /)?

將流的大小調(diào)整為給定的 size 個(gè)字節(jié)(如果未指定 size 則調(diào)整至當(dāng)前位置)。 當(dāng)前的流位置不變。 這個(gè)調(diào)整操作可擴(kuò)展或減小當(dāng)前文件大小。 在擴(kuò)展的情況下,新文件區(qū)域的內(nèi)容取決于具體平臺(tái)(在大多數(shù)系統(tǒng)上,額外的字節(jié)會(huì)填充為零)。 返回新的文件大小。

在 3.5 版更改: 現(xiàn)在Windows在擴(kuò)展時(shí)將文件填充為零。

writable()?

如果流支持寫(xiě)入則返回 True。 如為 False,則 write()truncate() 將引發(fā) OSError。

writelines(lines, /)?

將行列表寫(xiě)入到流。 不會(huì)添加行分隔符,因此通常所提供的每一行都帶有末尾行分隔符。

__del__()?

為對(duì)象銷(xiāo)毀進(jìn)行準(zhǔn)備。 IOBase 提供了此方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn),該實(shí)現(xiàn)會(huì)調(diào)用實(shí)例的 close() 方法。

class io.RawIOBase?

Base class for raw binary streams. It inherits IOBase.

原始二進(jìn)制流通常會(huì)提供對(duì)下層 OS 設(shè)備或 API 的低層級(jí)訪問(wèn),而不是嘗試將其封裝到高層級(jí)的基元中(此功能是在更高層級(jí)的緩沖二進(jìn)制流和文本流中實(shí)現(xiàn)的,將在下文中描述)。

RawIOBaseIOBase 的現(xiàn)有成員以外還提供了下列方法:

read(size=- 1, /)?

從對(duì)象中讀取 size 個(gè)字節(jié)并將其返回。 作為一個(gè)便捷選項(xiàng),如果 size 未指定或?yàn)?-1,則返回所有字節(jié)直到 EOF。 在其他情況下,僅會(huì)執(zhí)行一次系統(tǒng)調(diào)用。 如果操作系統(tǒng)調(diào)用返回字節(jié)數(shù)少于 size 則此方法也可能返回少于 size 個(gè)字節(jié)。

如果返回 0 個(gè)字節(jié)而 size 不為零 0,這表明到達(dá)文件末尾。 如果處于非阻塞模式并且沒(méi)有更多字節(jié)可用,則返回 None。

默認(rèn)實(shí)現(xiàn)會(huì)轉(zhuǎn)至 readall()readinto()。

readall()?

從流中讀取并返回所有字節(jié)直到 EOF,如有必要將對(duì)流執(zhí)行多次調(diào)用。

readinto(b, /)?

將字節(jié)數(shù)據(jù)讀入預(yù)先分配的可寫(xiě) bytes-like object b,并返回所讀取的字節(jié)數(shù)。 例如,b 可以是一個(gè) bytearray。 如果對(duì)象處理非阻塞模式并且沒(méi)有更多字節(jié)可用,則返回 None。

write(b, /)?

將給定的 bytes-like object b 寫(xiě)入到下層的原始流,并返回所寫(xiě)入的字節(jié)數(shù)。 這可以少于 b 的總字節(jié)數(shù),具體取決于下層原始流的設(shè)定,特別是如果它處于非阻塞模式的話。 如果原始流設(shè)為非阻塞并且不能真正向其寫(xiě)入單個(gè)字節(jié)時(shí)則返回 None。 調(diào)用者可以在此方法返回后釋放或改變 b,因此該實(shí)現(xiàn)應(yīng)該僅在方法調(diào)用期間訪問(wèn) b。

class io.BufferedIOBase?

Base class for binary streams that support some kind of buffering. It inherits IOBase.

RawIOBase 的主要差別在于 read(), readinto()write() 等方法將(分別)嘗試按照要求讀取盡可能多的輸入或是耗盡所有給定的輸出,其代價(jià)是可能會(huì)執(zhí)行一次以上的系統(tǒng)調(diào)用。

除此之外,那些方法還可能引發(fā) BlockingIOError,如果下層的原始數(shù)據(jù)流處于非阻塞模式并且無(wú)法接受或給出足夠數(shù)據(jù)的話;不同于對(duì)應(yīng)的 RawIOBase 方法,它們將永遠(yuǎn)不會(huì)返回 None。

并且,read() 方法也沒(méi)有轉(zhuǎn)向 readinto() 的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)。

典型的 BufferedIOBase 實(shí)現(xiàn)不應(yīng)當(dāng)繼承自 RawIOBase 實(shí)現(xiàn),而要包裝一個(gè)該實(shí)現(xiàn),正如 BufferedWriterBufferedReader 所做的那樣。

BufferedIOBaseIOBase 的現(xiàn)有成員以外還提供或重載了下列數(shù)據(jù)屬性和方法:

raw?

BufferedIOBase 處理的下層原始流 (RawIOBase 的實(shí)例)。 它不是 BufferedIOBase API 的組成部分并且不存在于某些實(shí)現(xiàn)中。

detach()?

從緩沖區(qū)分離出下層原始流并將其返回。

在原始流被分離之后,緩沖區(qū)將處于不可用的狀態(tài)。

某些緩沖區(qū)例如 BytesIO 并無(wú)可從此方法返回的單獨(dú)原始流的概念。 它們將會(huì)引發(fā) UnsupportedOperation。

3.1 新版功能.

read(size=- 1, /)?

讀取并返回最多 size 個(gè)字節(jié)。 如果此參數(shù)被省略、為 None 或?yàn)樨?fù)值,則讀取并返回所有數(shù)據(jù)直到 EOF。 如果流已經(jīng)到達(dá) EOF 則返回一個(gè)空的 bytes 對(duì)象。

如果此參數(shù)為正值,并且下層原始流不可交互,則可能發(fā)起多個(gè)原始讀取以滿足字節(jié)計(jì)數(shù)(直至先遇到 EOF)。 但對(duì)于可交互原始流,則將至多發(fā)起一個(gè)原始讀取,并且簡(jiǎn)短的結(jié)果并不意味著已到達(dá) EOF。

BlockingIOError 會(huì)在下層原始流不處于阻塞模式,并且當(dāng)前沒(méi)有可用數(shù)據(jù)時(shí)被引發(fā)。

read1(size=- 1, /)?

通過(guò)至多一次對(duì)下層流的 read() (或 readinto()) 方法的調(diào)用讀取并返回至多 size 個(gè)字節(jié)。 這適用于在 BufferedIOBase 對(duì)象之上實(shí)現(xiàn)你自己的緩沖區(qū)的情況。

如果 size-1 (默認(rèn)值),則返回任意數(shù)量的字節(jié)(多于零字節(jié),除非已到達(dá) EOF)。

readinto(b, /)?

將字節(jié)數(shù)據(jù)讀入預(yù)先分配的可寫(xiě) bytes-like object b 并返回所讀取的字節(jié)數(shù)。 例如,b 可以是一個(gè) bytearray

類似于 read(),可能對(duì)下層原始流發(fā)起多次讀取,除非后者為交互式。

BlockingIOError 會(huì)在下層原始流不處于阻塞模式,并且當(dāng)前沒(méi)有可用數(shù)據(jù)時(shí)被引發(fā)。

readinto1(b, /)?

將字節(jié)數(shù)據(jù)讀入預(yù)先分配的可寫(xiě) bytes-like object b,其中至多使用一次對(duì)下層原始流 read() (或 readinto()) 方法的調(diào)用。 返回所讀取的字節(jié)數(shù)。

BlockingIOError 會(huì)在下層原始流不處于阻塞模式,并且當(dāng)前沒(méi)有可用數(shù)據(jù)時(shí)被引發(fā)。

3.5 新版功能.

write(b, /)?

寫(xiě)入給定的 bytes-like object b,并返回寫(xiě)入的字節(jié)數(shù) (總是等于 b 的字節(jié)長(zhǎng)度,因?yàn)槿绻麑?xiě)入失敗則會(huì)引發(fā) OSError)。 根據(jù)具體實(shí)現(xiàn)的不同,這些字節(jié)可能被實(shí)際寫(xiě)入下層流,或是出于運(yùn)行效率和冗余等考慮而暫存于緩沖區(qū)。

當(dāng)處于非阻塞模式時(shí),如果需要將數(shù)據(jù)寫(xiě)入原始流但它無(wú)法在不阻塞的情況下接受所有數(shù)據(jù)則將引發(fā) BlockingIOError。

調(diào)用者可能會(huì)在此方法返回后釋放或改變 b,因此該實(shí)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)僅在方法調(diào)用期間訪問(wèn) b。

原始文件 I/O?

class io.FileIO(name, mode='r', closefd=True, opener=None)?

代表一個(gè)包含字節(jié)數(shù)據(jù)的 OS 層級(jí)文件的原始二進(jìn)制流。 它繼承自 RawIOBase。

name 可以是以下兩項(xiàng)之一:

  • 代表將被打開(kāi)的文件路徑的字符串或 bytes 對(duì)象。 在此情況下 closefd 必須為 True (默認(rèn)值) 否則將會(huì)引發(fā)異常。

  • 代表一個(gè)現(xiàn)有 OS 層級(jí)文件描述符的號(hào)碼的整數(shù),作為結(jié)果的 FileIO 對(duì)象將可訪問(wèn)該文件。 當(dāng) FileIO 對(duì)象被關(guān)閉時(shí)此 fd 也將被關(guān)閉,除非 closefd 設(shè)為 False。

mode 可以為 'r', 'w', 'x''a' 分別表示讀?。J(rèn)模式)、寫(xiě)入、獨(dú)占新建或添加。 如果以寫(xiě)入或添加模式打開(kāi)的文件不存在將自動(dòng)新建;當(dāng)以寫(xiě)入模式打開(kāi)時(shí)文件將先清空。 以新建模式打開(kāi)時(shí)如果文件已存在則將引發(fā) FileExistsError。 以新建模式打開(kāi)文件也意味著要寫(xiě)入,因此該模式的行為與 'w' 類似。 在模式中附帶 '+' 將允許同時(shí)讀取和寫(xiě)入。

該類的 read() (當(dāng)附帶正值參數(shù)調(diào)用時(shí)), readinto()write() 方法將只執(zhí)行一次系統(tǒng)調(diào)用。

可以通過(guò)傳入一個(gè)可調(diào)用對(duì)象作為 opener 來(lái)使用自定義文件打開(kāi)器。 然后通過(guò)調(diào)用 opener 并傳入 (name, flags) 來(lái)獲取文件對(duì)象所對(duì)應(yīng)的下層文件描述符。 opener 必須返回一個(gè)打開(kāi)文件描述符(傳入 os.open 作為 opener 的結(jié)果在功能上將與傳入 None 類似)。

新創(chuàng)建的文件是 不可繼承的。

有關(guān) opener 參數(shù)的示例,請(qǐng)參見(jiàn)內(nèi)置函數(shù) open() 。

在 3.3 版更改: 增加了 opener 參數(shù)。增加了 'x' 模式。

在 3.4 版更改: 文件現(xiàn)在禁止繼承。

FileIO 在繼承自 RawIOBaseIOBase 的現(xiàn)有成員以外還提供了以下數(shù)據(jù)屬性和方法:

mode?

構(gòu)造函數(shù)中給定的模式。

name?

文件名。當(dāng)構(gòu)造函數(shù)中沒(méi)有給定名稱時(shí),這是文件的文件描述符。

緩沖流?

相比原始 I/O,緩沖 I/O 流提供了針對(duì) I/O 設(shè)備的更高層級(jí)接口。

class io.BytesIO(initial_bytes=b'')?

一個(gè)使用內(nèi)在字節(jié)緩沖區(qū)的二進(jìn)制流。 它繼承自 BufferedIOBase。 在 close() 方法被調(diào)用時(shí)將會(huì)丟棄緩沖區(qū)。

可選參數(shù) initial_bytes 是一個(gè)包含初始數(shù)據(jù)的 bytes-like object。

BytesIO 在繼承自 BufferedIOBaseIOBase 的成員以外還提供或重載了下列方法:

getbuffer()?

返回一個(gè)對(duì)應(yīng)于緩沖區(qū)內(nèi)容的可讀寫(xiě)視圖而不必拷貝其數(shù)據(jù)。 此外,改變視圖將透明地更新緩沖區(qū)內(nèi)容:

>>>
>>> b = io.BytesIO(b"abcdef")
>>> view = b.getbuffer()
>>> view[2:4] = b"56"
>>> b.getvalue()
b'ab56ef'

備注

只要視圖保持存在,BytesIO 對(duì)象就無(wú)法被改變大小或關(guān)閉。

3.2 新版功能.

getvalue()?

返回包含整個(gè)緩沖區(qū)內(nèi)容的 bytes。

read1(size=- 1, /)?

BytesIO 中,這與 read() 相同。

在 3.7 版更改: size 參數(shù)現(xiàn)在是可選的。

readinto1(b, /)?

BytesIO 中,這與 readinto() 相同。

3.5 新版功能.

class io.BufferedReader(raw, buffer_size=DEFAULT_BUFFER_SIZE)?

一個(gè)提供對(duì)可讀、不可查找的 RawIOBase 原始二進(jìn)制流的高層級(jí)訪問(wèn)的緩沖二進(jìn)制流。 它繼承自 BufferedIOBase。

當(dāng)從此對(duì)象讀取數(shù)據(jù)時(shí),可能會(huì)從下層原始流請(qǐng)求更大量的數(shù)據(jù),并存放到內(nèi)部緩沖區(qū)中。 接下來(lái)可以在后續(xù)讀取時(shí)直接返回緩沖數(shù)據(jù)。

根據(jù)給定的可讀 raw 流和 buffer_size 創(chuàng)建 BufferedReader 的構(gòu)造器。 如果省略 buffer_size,則會(huì)使用 DEFAULT_BUFFER_SIZE。

BufferedReader 在繼承自 BufferedIOBaseIOBase 的成員以外還提供或重載了下列方法:

peek(size=0, /)?

從流返回字節(jié)數(shù)據(jù)而不前移位置。 完成此調(diào)用將至多讀取一次原始流。 返回的字節(jié)數(shù)量可能少于或多于請(qǐng)求的數(shù)量。

read(size=- 1, /)?

讀取并返回 size 個(gè)字節(jié),如果 size 未給定或?yàn)樨?fù)值,則讀取至 EOF 或是在非阻塞模式下讀取調(diào)用將會(huì)阻塞。

read1(size=- 1, /)?

在原始流上通過(guò)單次調(diào)用讀取并返回至多 size 個(gè)字節(jié)。 如果至少緩沖了一個(gè)字節(jié),則只返回緩沖的字節(jié)。 在其他情況下,將執(zhí)行一次原始流讀取。

在 3.7 版更改: size 參數(shù)現(xiàn)在是可選的。

class io.BufferedWriter(raw, buffer_size=DEFAULT_BUFFER_SIZE)?

一個(gè)提供對(duì)可寫(xiě)、不可查找的 RawIOBase 原始二進(jìn)制流的高層級(jí)訪問(wèn)的緩沖二進(jìn)制流。 它繼承自 BufferedIOBase。

當(dāng)寫(xiě)入到此對(duì)象時(shí),數(shù)據(jù)通常會(huì)被放入到內(nèi)部緩沖區(qū)中。 緩沖區(qū)將在滿足某些條件的情況下被寫(xiě)到下層的 RawIOBase 對(duì)象,包括:

  • 當(dāng)緩沖區(qū)對(duì)于所有掛起數(shù)據(jù)而言太小時(shí);

  • 當(dāng) flush() 被調(diào)用時(shí)

  • 當(dāng)(為 BufferedRandom 對(duì)象)請(qǐng)求 seek() 時(shí);

  • 當(dāng) BufferedWriter 對(duì)象被關(guān)閉或銷(xiāo)毀時(shí)。

該構(gòu)造器會(huì)為給定的可寫(xiě) raw 流創(chuàng)建一個(gè) BufferedWriter。 如果未給定 buffer_size,則使用默認(rèn)的 DEFAULT_BUFFER_SIZE。

BufferedWriter 在繼承自 BufferedIOBaseIOBase 的成員以外還提供或重載了下列方法:

flush()?

將緩沖區(qū)中保存的字節(jié)數(shù)據(jù)強(qiáng)制放入原始流。 如果原始流發(fā)生阻塞則應(yīng)當(dāng)引發(fā) BlockingIOError。

write(b, /)?

寫(xiě)入 bytes-like object b 并返回寫(xiě)入的字節(jié)數(shù)。 當(dāng)處于非阻塞模式時(shí),如果緩沖區(qū)需要被寫(xiě)入但原始流發(fā)生阻塞則將引發(fā) BlockingIOError。

class io.BufferedRandom(raw, buffer_size=DEFAULT_BUFFER_SIZE)?

一個(gè)提供對(duì)不可查找的 RawIOBase 原始二進(jìn)制流的高層級(jí)訪問(wèn)的緩沖二進(jìn)制流。 它繼承自 BufferedReaderBufferedWriter

該構(gòu)造器會(huì)為在第一個(gè)參數(shù)中給定的可查找原始流創(chuàng)建一個(gè)讀取器和寫(xiě)入器。 如果省略 buffer_size 則使用默認(rèn)的 DEFAULT_BUFFER_SIZE。

BufferedRandom 能做到 BufferedReaderBufferedWriter 所能做的任何事。 此外,還會(huì)確保實(shí)現(xiàn) seek()tell()。

class io.BufferedRWPair(reader, writer, buffer_size=DEFAULT_BUFFER_SIZE, /)?

一個(gè)提供對(duì)兩個(gè)不可查找的 RawIOBase 原始二進(jìn)制流的高層級(jí)訪問(wèn)的緩沖二進(jìn)制流 --- 一個(gè)可讀,另一個(gè)可寫(xiě)。 它繼承自 BufferedIOBase

readerwriter 分別是可讀和可寫(xiě)的 RawIOBase 對(duì)象。 如果省略 buffer_size 則使用默認(rèn)的 DEFAULT_BUFFER_SIZE。

BufferedRWPair 實(shí)現(xiàn)了 BufferedIOBase 的所有方法,但 detach() 除外,調(diào)用該方法將引發(fā) UnsupportedOperation

警告

BufferedRWPair 不會(huì)嘗試同步訪問(wèn)其下層的原始流。 你不應(yīng)當(dāng)將傳給它與讀取器和寫(xiě)入器相同的對(duì)象;而要改用 BufferedRandom。

文本 I/O?

class io.TextIOBase?

Base class for text streams. This class provides a character and line based interface to stream I/O. It inherits IOBase.

TextIOBase 在來(lái)自 IOBase 的成員以外還提供或重載了以下數(shù)據(jù)屬性和方法:

encoding?

用于將流的字節(jié)串解碼為字符串以及將字符串編碼為字節(jié)串的編碼格式名稱。

errors?

解碼器或編碼器的錯(cuò)誤設(shè)置。

newlines?

一個(gè)字符串、字符串元組或者 None,表示目前已經(jīng)轉(zhuǎn)寫(xiě)的新行。 根據(jù)具體實(shí)現(xiàn)和初始構(gòu)造器旗標(biāo)的不同,此屬性或許會(huì)不可用。

buffer?

TextIOBase 處理的下層二進(jìn)制緩沖區(qū)(為一個(gè) BufferedIOBase 的實(shí)例)。 它不是 TextIOBase API 的組成部分并且不存在于某些實(shí)現(xiàn)中。

detach()?

TextIOBase 分離出下層二進(jìn)制緩沖區(qū)并將其返回。

在下層緩沖區(qū)被分離后,TextIOBase 將處于不可用的狀態(tài)。

某些 TextIOBase 的實(shí)現(xiàn),例如 StringIO 可能并無(wú)下層緩沖區(qū)的概念,因此調(diào)用此方法將引發(fā) UnsupportedOperation

3.1 新版功能.

read(size=- 1, /)?

從流中讀取至多 size 個(gè)字符并以單個(gè) str 的形式返回。 如果 size 為負(fù)值或 None,則讀取至 EOF。

readline(size=- 1, /)?

讀取至換行符或 EOF 并返回單個(gè) str。 如果流已經(jīng)到達(dá) EOF,則將返回一個(gè)空字符串。

如果指定了 size ,最多將讀取 size 個(gè)字符。

seek(offset, whence=SEEK_SET, /)?

將流位置改為給定的偏移位置 offset。 具體行為取決于 whence 形參。 whence 的默認(rèn)值為 SEEK_SET

  • SEEK_SET0: 從流的開(kāi)始位置起查找(默認(rèn)值);offset 必須為 TextIOBase.tell() 所返回的數(shù)值或?yàn)榱恪?任何其他 offset 值都將導(dǎo)致未定義的行為。

  • SEEK_CUR1: "查找" 到當(dāng)前位置;offset 必須為零,表示無(wú)操作(所有其他值均不受支持)。

  • SEEK_END2: 查找到流的末尾;offset 必須為零(所有其他值均不受支持)。

以不透明數(shù)字形式返回新的絕對(duì)位置。

3.1 新版功能: SEEK_* 常量.

tell()?

以不透明數(shù)字形式返回當(dāng)前流的位置。 該數(shù)字通常并不代表下層二進(jìn)制存儲(chǔ)中對(duì)應(yīng)的字節(jié)數(shù)。

write(s, /)?

將字符串 s 寫(xiě)入到流并返回寫(xiě)入的字符數(shù)。

class io.TextIOWrapper(buffer, encoding=None, errors=None, newline=None, line_buffering=False, write_through=False)?

一個(gè)提供對(duì) BufferedIOBase 緩沖二進(jìn)制流的高層級(jí)訪問(wèn)的緩沖文本流。 它繼承自 TextIOBase。

encoding gives the name of the encoding that the stream will be decoded or encoded with. It defaults to locale.getencoding(). encoding="locale" can be used to specify the current locale's encoding explicitly. See 文本編碼格式 for more information.

errors 是一個(gè)可選的字符串,它指明編碼格式和編碼格式錯(cuò)誤的處理方式。 傳入 'strict' 將在出現(xiàn)編碼格式錯(cuò)誤時(shí)引發(fā) ValueError (默認(rèn)值 None 具有相同的效果),傳入 'ignore' 將忽略錯(cuò)誤。 (請(qǐng)注意忽略編碼格式錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。) 'replace' 會(huì)在出現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)時(shí)插入一個(gè)替換標(biāo)記 (例如 '?')。 'backslashreplace' 將把錯(cuò)誤數(shù)據(jù)替換為一個(gè)反斜杠轉(zhuǎn)義序列。 在寫(xiě)入時(shí),還可以使用 'xmlcharrefreplace' (替換為適當(dāng)?shù)?XML 字符引用) 或 'namereplace' (替換為 \N{...} 轉(zhuǎn)義序列)。 任何其他通過(guò) codecs.register_error() 注冊(cè)的錯(cuò)誤處理方式名稱也可以被接受。

newline 控制行結(jié)束符處理方式。 它可以為 None, '', '\n', '\r''\r\n'。 其工作原理如下:

  • 當(dāng)從流讀取輸入時(shí),如果 newlineNone,則將啟用 universal newlines 模式。 輸入中的行結(jié)束符可以為 '\n', '\r''\r\n',在返回給調(diào)用者之前它們會(huì)被統(tǒng)一轉(zhuǎn)寫(xiě)為 '\n'。 如果 newline'',也會(huì)啟用通用換行模式,但行結(jié)束符會(huì)不加轉(zhuǎn)寫(xiě)即返回給調(diào)用者。 如果 newline 具有任何其他合法的值,則輸入行將僅由給定的字符串結(jié)束,并且行結(jié)束符會(huì)不加轉(zhuǎn)寫(xiě)即返回給調(diào)用者。

  • 將輸出寫(xiě)入流時(shí),如果 newlineNone,則寫(xiě)入的任何 '\n' 字符都將轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)默認(rèn)行分隔符 os.linesep。如果 newline'''\n',則不進(jìn)行翻譯。如果 newline 是任何其他合法值,則寫(xiě)入的任何 '\n' 字符將被轉(zhuǎn)換為給定的字符串。

如果 line_bufferingTrue,則當(dāng)一個(gè)寫(xiě)入調(diào)用包含換行符或回車(chē)時(shí)將會(huì)應(yīng)用 flush()。

如果 write_throughTrue,對(duì) write() 的調(diào)用會(huì)確保不被緩沖:在 TextIOWrapper 對(duì)象上寫(xiě)入的任何數(shù)據(jù)會(huì)立即交給其下層的 buffer 來(lái)處理。

在 3.3 版更改: 已添加 write_through 參數(shù)

在 3.3 版更改: 默認(rèn)的 encoding 現(xiàn)在將為 locale.getpreferredencoding(False) 而非 locale.getpreferredencoding()。 不要使用 locale.setlocale() 來(lái)臨時(shí)改變區(qū)域編碼格式,要使用當(dāng)前區(qū)域編碼格式而不是用戶的首選編碼格式。

在 3.10 版更改: encoding 參數(shù)現(xiàn)在支持 "locale" 作為編碼格式名稱。

TextIOWrapper 在繼承自 TextIOBaseIOBase 的現(xiàn)有成員以外還提供了以下數(shù)據(jù)屬性和方法:

line_buffering?

是否啟用行緩沖。

write_through?

寫(xiě)入是否要立即傳給下層的二進(jìn)制緩沖。

3.7 新版功能.

reconfigure(*[, encoding][, errors][, newline][,                      line_buffering][, write_through])?

使用 encoding, errors, newline, line_bufferingwrite_through 的新設(shè)置來(lái)重新配置此文本流。

未指定的形參將保留當(dāng)前設(shè)定,例外情況是當(dāng)指定了 encoding 但未指定 errors 時(shí)將會(huì)使用 errors='strict'。

如果已經(jīng)有數(shù)據(jù)從流中被讀取則將無(wú)法再改變編碼格式或行結(jié)束符。 另一方面,在寫(xiě)入數(shù)據(jù)之后再改變編碼格式則是可以的。

此方法會(huì)在設(shè)置新的形參之前執(zhí)行隱式的流刷新。

3.7 新版功能.

在 3.11 版更改: The method supports encoding="locale" option.

class io.StringIO(initial_value='', newline='\n')?

一個(gè)使用內(nèi)存文本緩沖的文本流。 它繼承自 TextIOBase。

當(dāng) close() 方法被調(diào)用時(shí)將會(huì)丟棄文本緩沖區(qū)。

緩沖區(qū)的初始值可通過(guò)提供 initial_value 來(lái)設(shè)置。 如果啟用了行結(jié)束符轉(zhuǎn)寫(xiě),換行將以 write() 所用的方式被編碼。 數(shù)據(jù)流位置將被設(shè)為緩沖區(qū)的開(kāi)頭。

newline 參數(shù)的規(guī)則與 TextIOWrapper 所用的一致,不同之處在于當(dāng)將輸出寫(xiě)入到流時(shí),如果 newlineNone,則在所有平臺(tái)上換行符都會(huì)被寫(xiě)入為 \n。

StringIO 在繼承自 TextIOBaseIOBase 的現(xiàn)有成員以外還提供了以下方法:

getvalue()?

返回一個(gè)包含緩沖區(qū)全部?jī)?nèi)容的 str。 換行符會(huì)以與 read() 相同的方式被編碼,但是流的位置不會(huì)被改變。

用法示例:

import io

output = io.StringIO()
output.write('First line.\n')
print('Second line.', file=output)

# Retrieve file contents -- this will be
# 'First line.\nSecond line.\n'
contents = output.getvalue()

# Close object and discard memory buffer --
# .getvalue() will now raise an exception.
output.close()
class io.IncrementalNewlineDecoder?

用于在 universal newlines 模式下解碼換行符的輔助編解碼器。 它繼承自 codecs.IncrementalDecoder。

性能?

本節(jié)討論所提供的具體 I/O 實(shí)現(xiàn)的性能。

二進(jìn)制 I/O?

即使在用戶請(qǐng)求單個(gè)字節(jié)時(shí),也只讀取和寫(xiě)入大塊數(shù)據(jù)。通過(guò)該方法,緩沖 I/O 隱藏了操作系統(tǒng)調(diào)用和執(zhí)行無(wú)緩沖 I/O 例程時(shí)的任何低效性。增益取決于操作系統(tǒng)和執(zhí)行的 I/O 類型。例如,在某些現(xiàn)代操作系統(tǒng)上(例如 Linux),無(wú)緩沖磁盤(pán) I/O 可以與緩沖 I/O 一樣快。但最重要的是,無(wú)論平臺(tái)和支持設(shè)備如何,緩沖 I/O 都能提供可預(yù)測(cè)的性能。因此,對(duì)于二進(jìn)制數(shù)據(jù),應(yīng)首選使用緩沖的 I/O 而不是未緩沖的 I/O 。

文本 I/O?

二進(jìn)制存儲(chǔ)(如文件)上的文本 I/O 比同一存儲(chǔ)上的二進(jìn)制 I/O 慢得多,因?yàn)樗枰褂米址幗獯a器在Unicode和二進(jìn)制數(shù)據(jù)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這在處理大量文本數(shù)據(jù)(如大型日志文件)時(shí)會(huì)變得非常明顯。此外,由于使用的重構(gòu)算法 TextIOWrapper.tell()TextIOWrapper.seek() 都相當(dāng)慢。

StringIO 是原生的內(nèi)存 Unicode 容器,速度與 BytesIO 相似。

多線程?

FileIO 對(duì)象是線程安全的,只要它們封裝的操作系統(tǒng)調(diào)用(比如Unix下的 read(2) )也是線程安全的。

二進(jìn)制緩沖對(duì)象(例如 BufferedReader, BufferedWriter, BufferedRandomBufferedRWPair)使用鎖來(lái)保護(hù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu);因此,可以安全地一次從多個(gè)線程中調(diào)用它們。

TextIOWrapper 對(duì)象不再是線程安全的。

可重入性?

二進(jìn)制緩沖對(duì)象( BufferedReader , BufferedWriterBufferedRandomBufferedRWPair 的實(shí)例)不是可重入的。雖然在正常情況下不會(huì)發(fā)生可重入調(diào)用,但仍可能會(huì)在 signal 處理程序執(zhí)行 I/O 時(shí)產(chǎn)生。如果線程嘗試重入已經(jīng)訪問(wèn)的緩沖對(duì)象,則會(huì)引發(fā) RuntimeError 。注意,這并不禁止其他線程進(jìn)入緩沖對(duì)象。

上面的內(nèi)容隱式地?cái)U(kuò)展到文本文件中,因?yàn)?open() 函數(shù)將把緩沖對(duì)象封裝在 TextIOWrapper 中。 這包括標(biāo)準(zhǔn)流,因而也會(huì)影響內(nèi)置的 print() 函數(shù)。